新闻中心

EEPW首页 > 测试测量 > 设计应用 > ATmega16A低成本的GPS接收系统设计

ATmega16A低成本的GPS接收系统设计

作者:时间:2011-08-19来源:网络收藏

摘要:针对传统的接收系统因硬件结构复杂、成本较高,而造成设备难以普及应用的问题,设计了一种基于A的低成本、可存储、无线传输的接收系统。该系统采用单片机A接收和处理GPS模块信号,并通过无线收发模块将处理后的GPS数据传输到上位机中;也可将数据实时存储到Flash上,通过USB接口完成数据读取。实验结果表明该系统性能稳定、实时性高,具有良好的应用前景。
关键词:全球定位系统;A;接收系统

引言
GPS(全球定位系统)是为海上、陆地和空中各种运输工具和移动设备的导航和定位而开发的,具有高精度、全天候、全球性和点间无需通视等优点,使测量技术发生了质的飞跃。在GPS的行业应用中,数据接收系统是最基本的设备。目前,数据接收系统具有智能化和可扩展性不断增强的发展趋势,表现为内嵌的MCU性能越来越高,外围接口越来越丰富,但软硬件成本不断上升,减缓了GPS接收系统平民化的趋势。综上所述,本文设计了一种基于单片机ATmega16A的低成本、可存储、无线传输GPS接收系统。实验证明,该系统稳定度高,可以满足各种工程测量以及勘察测量等民用要求。

1 GPS接收系统结构及工作原理
GPS接收系统实现本地GPS信号读取、系统控制、数据接收、数据存储、数据读取和无线收发等功能。其系统结构框图如图1所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/194768.htm

a.jpg


GPS接收系统工作过程为:ATmega16A利用GPS模块获取其所在位置的经纬度等信息,并将该测试点处的数据通过USB接口传输到PC机中,通过上位机软件完成对数据的转化。此外,ATmega16A带有片上Flash,也可实现对接收数据的存储功能,以便进行离线处理。ATmega16A通过控制无线收发模块,实现了对数据发送的功能。

2 GPS接收系统硬件设计
GPS接收系统主要由电源模块、GPS模块、GPS天线模块、控制模块、无线收发模块和数据存储模块等部分组成。
2.1 电源模块
电源模块是GPS接收系统工作的重要组成部分,实现的是系统供电功能。在GPS接收系统中,主要耗电的部分为无线收发模块,该模块工作在1 W接收功率时工作电流可达到700 mA,因此需要采用大电流的电源芯片,以保证系统供电需求。LM2576最大供电电流可达到3 A,完全满足系统大功率接收时对电流的要求。此外,系统中其他模块工作电压为3.3 V,采用REG1117(3.3 V)芯片为系统提供工作所需电压。电源模块设计原理图如图2所示。

b.jpg

2.2 GPS模块
GPS模块是影响系统测量精度的关键,该系统中GPS采用SDT11E模块进行设计。该模块具有-158dBm的接收灵敏度,定位精度可达2.5 m。高接收灵敏度和定位精度可以有效保证该系统的适用范围。其原理图如图3所示。

c.jpg


2.3 GPS天线模块
GPS天线形式是多种多样的,可以是螺旋线圈天线、偶极子天线或是微带天线。通常会在天线的前端加入一个低噪声放大器,使得接收机内维持一个低的噪声系数,这时需要由接收机前端通过RF同轴电缆对放大器供电。需要注意的是,当使用GPS接收机解算位置的时候,实际上是在估计天线的电子相位中心的位置,而电子相位中心与物理相位中心常常不在同一点。对于测量型GPS接收机天线,电子和物理相位中心会有厘米级的差异。
系统采用的是SDT11E型GPS接收机,它的天线单元如图4所示。它具有的功能是接收由卫星发射来的信号。

f.jpg


上一页 1 2 3 下一页

关键词: ATmega 16A GPS 16

评论


相关推荐

技术专区

关闭